Инсектотоксин

Молекулы цистинсодержащих олигопептидов - апамина, тертиапина, D-пептида и инсектотоксина I, представляются удобными объектами ЛЛЯ проверки высказанного предположения о согласованности всех взаимо- [c.291]

Исходными в анализе инсектотоксина служили наборы оптимальных конформаций свободных монопептидов, полученных из расчета соответствующих метиламидов N-ацетил-а-аминокислот. На их основе были рассчитаны конформационные состояния перекрывающихся дипептидных фрагментов. Низкоэнергетические варианты всех возможных форм основ-Иой цепи и шейпов дипептидов использованы в расчете более сложных участков молекулы. Ниже мы остановимся на некоторых узловых моментах конформационного анализа инсектотоксина. Завершающая стадия расчета октапептида Met -Thr заключалась в рассмотрении 130 исходных приближений 18 различных форм основной цепи. Минимизация выявила резкую дифференциацию конформаций по энергии в широкий энергетический интервал i/общ = С Ю ккал/моль попали лишь восемь родственных структурных вариантов. Во всех случаях боковые цепи остатков ys и ys находятся далеко друг от друга и принудительное сближение атомов Сопровождается значительным повышением энергии. [c.317]

Иная ситуация имеет место у фрагмента ys - ys l Минимизация 100 исходных структур 64 шейпов пептидного скелета участка ys - ys выявила их резкое различие в стабильности. В интервал 0-5,0 ккал/моль попадает всего пять конформаций, причем четыре из них, самые предпочтительные (L/общ = 0-1,3 ккал/моль), имеют идентичное конформационное состояние на участке ys - ys , отвечающее глобальной структуре свободного гексапептида. В самых выгодных конформациях линейного октапептида ys - ys участок ys - ys представляет собой жесткую нуклеацию, а ys - ys - лабильную часть. В нуклеации расстояние между атомами S боковых цепей ys и ys составляет -3,6 A. Образование между ними валентной связи S-S, т.е. сближение до 2,04 A, сопровождается незначительным изменением геометрии, которое не приводит к нарушению стабилизирующих невалентных взаимодействий, сложившихся в оптимальной конформации линейной последовательности ys - ys . В то же время создание S-S-связи между ys и ys , как и между ys и ys стерически невозможно. Таким образом, конформационный анализ фрагментов Met -Thr, ys -Lys и ys - ys сократил количество возможных у инсектотоксина систем дисульфидных связей со 105 до следующих шести (приведены номера остатков ys) (см. рис. III. 20) [c.319]

Такой механизм обусловлен предрасположенностью фрагмента к формообразованию, автоматически приводящему к сближенности определенные остатки ys. Результаты расчета фрагмента AIa - ys уменьшили число возможных для молекулы инсектотоксина систем дисульфидных связей с шести до двух [c.320]

В конформационном анализе фрагмента Met - ys °, однако, не принята во внимание возможность образования дисульфидной связи между остатками ys ° и ys . Была рассмотрена только вероятность образования шести S-S-мостиков между остатками ys , ys и ys , ys , ys °. Остановимся сначала на результатах расчета фрагмента Met - ys , в пределах которого возможно образование смеси фрагментов с дисульфидными связями ys - ys или ys - ys . Расчету этого участка инсектотоксина предшествовало детальное рассмотрение конформационных возможностей ряда фрагментов меньшей длины (см. рис. III.20). Кроме отмеченного октапептида Met -Thr были рассчитаны Thr -Pro (646), Thr -Asp" (495), Arg -Met 2 (1135), Met -Gln (1051), Met -Pro"> [c.320]

Завершающий этап расчета пространственного строения инсектотоксина свелся к упаковке двух жестких структур (перекрывающихся и связанных между собой мостиками S(5)-S(i9) и S(2opS(33) фрагментов Met - ys и Ala - ys 5) и определению конформационного состояния С-концевого трипептида Gly -Asp (см. рис. III.20). При объединении двух половин молекулы в единую структуру возникли некоторые стерические осложнения. Тем не менее рассчитанные конформации свободных фрагментов Met - ys и Ala - ys 3 следует считать комплементарными друг другу, поскольку 1) все наталкивания снимаются при незначительной коррекции двугранных углов нескольких боковых цепей, по существу не изменяющей их прежних конформационных состояний 2) снятие наталкиваний приводит к образованию новых стабилизирующих контактов. Оптимальное положение трипептидного участка Gly -Asp выбрано путем количественной оценки всех его низкоэнергетических конформаций в потенциальном поле структуры Met - ys . [c.322]

В табл. III. 16 даны геометрические параметры дисульфидных связей, которые вполне удовлетворительно соответствуют экспериментальным значениям длине S-S-связи (2,04 A), расстояниям P...S (3,05 A) и СР...СР (3,8 A при гош- и 4,8 А при /иранс-ориентациях дисульфидной связи). В найденной структуре инсектотоксина геометрия всех 36 остатков отвечает наиболее предпочтительным конформациям соответствующих свободных монопептидов ( H3- ONH- HR- ONH- H3). Суммарный эффект средних взаимодействий составил -180 ккал/моль. На некоторых участках последовательности выбор конформационных состояний остатков только за счет средних взаимодействий практически однозначен (особенно в отношении формы основной цепи). В этих случаях соответствующие фрагменты образуют конформационно жесткие нуклеации. У инсектотоксина к таким участкам можно отнести Met -Pro ° (Met - ys ) и ys - ys . На других участках последовательности средние взаимодействия сокращают число возможных конформационных состояний остатков и определяют для них ограниченные наборы приблизительно равновероятных структурных вариантов. Функция дальних взаимодействии по отношению к конформационно жестким по средним взаимодействиям [c.322]

Геометрические параметры дис) Л1>фидиых связей в трехмерной структуре инсектотоксина I, [c.323]

По отношению к конформационно лабильным участкам последовательности функция дальних взаимодействий заключается в выборе из равновероятных по средним взаимодействиям состояний единичных конформаций, обеспечивающих образование между ними и нуклеациями эффективных контактов, а также сближенность комплементарных друг другу нуклеаций. Так, расчет инсектотоксина показал, что значительно большей подвижностью по сравнению с нуклеациями обладают в свободном состоянии фрагменты Aгg -Lys2 и 01у -А5р . Однако когда они встраиваются в общую цепь, их конформации полностью детерминируются. О высокой степени согласованности всех межостаточных взаимодействий свидетельствует тот факт, что у рассмотренных фрагментов инсектотоксина независимо от их длины конформационные состояния, входящие в нативную структуру молекулы, оказывались одними из самых предпочтительных, а во многих случаях глобальными их энергия была всегда меньше, чем у большинства структурных вариантов, отобранных для последующего анализа. [c.323]

В расчете инсектотоксина учитывались внутримолекулярные ван-дер-ваальсовы, электростатические и торсионные взаимодействия и водородные связи применительно к условиям водного окружения. Каковы же вклады этих взаимодействий в энергию найденной конформации молекулы Аминокислотная последовательность инсектотоксина включает восемь остатков (около четверти всего состава), несущих шесть положительных и три отрицательных целочисленных заряда. Общая энергия межостаточных электростатических взаимодействий равна 36,9 ккал/моль. Дестабилизирующий эффект обусловлен электростатическими взаимодействиями между всеми смежными остатками, вклад которых (65 ккал/моль), однако, можно считать постоянным из-за малой чувствительности этих взаимодействий к конформационным состояниям близко расположенных остатков. Поэтому суммарный эффект влияющих на конформацию молекулы электростатических взаимодействий между всеми другими остатками имеет стабилизирующий характер (-28,1 ккал/моль). Боковые цепи заряженных остатков обращены в сторону растворителя. В расчете не были [c.323]

Энергия внутри- и межостаточных взаимодействий в трехмерной структуре инсектотоксина 1, [c.324]

Общая энергия торсионных взаимодействий в найденной структуре инсектотоксина равна 27,4 ккал/моль, т.е. 0,75 ккал/моль на остаток Из этого следует, что взаимные расположения практически всех атомных групп основных и боковых цепей аминокислотных остатков отвечают минимумам торсионных потенциалов. В табл. III. 17 приведены величины общей энергии внутри- и межостаточных взаимодействий и энергетические вклады отдельных видов взаимодействий. Из данных таблицы очевидно, что доминирующую роль в стабилизации структуры играют пан-дер-ваальсовы, точнее, дисперсионные взаимодействия. [c.324]

Опишем предполагаемый путь самоорганизации пространственного строения молекулы инсектотоксина от полностью развернутой формы до нативной трехмерной структуры, опираясь на полученные в расчете данные о конформационных возможностях конкретной последовательности и ее отдельных фрагментов. Процесс свертывания полипептидной цепн начинается одновременно и независимо на двух участках с образования за счет средних взаимодействий нуклеаций Met - ys и ys - ys В результате оказываются сближенными остатки ys , ys и ys , ys [c.324]

Образование между ними дисульфидных мостиков не сопровождается заметным изменением геометрии и, следовательно, не приводит к рассогласованности сложившихся у линейных последовательностей стабилизирующих межостаточных взаимодействий. Обе нуклеации входят в трехмерную структуру инсектотоксина без существенных изменений. Промежуточный Arg -Lys и С-концевой Gly -Asp участки, более подвижные, но обладающие предрасположенностью к формам цепи, комплементарным образовавшимся циклическим нуклеациям, детерминируют свои состояния. При этом за счет многочисленных стабилизирующих контактов происходит сближение остатков ys , ys и ys , ys . Между ними, также не вызывая стерических осложнений, образуются еще две цистеиновые пары. Результаты расчета, проведенного по описанной схеме (см. рис. III.20), устанавливают для инсектотоксина Ij следующую систему дисульфидных связей [c.325]

Рассмотренные результаты априорных расчетов апамина, тертиапина, M D-пептида и инсектотоксина Ij свидетельствуют о том, что не дисульфидные связи определяют пространственное строение молекулы природного пептида, а, напротив, конформационные свойства линейной аминокислотной последовательности диктуют избирательную сближенность остатков цистеина. Предпосылки для окислительной реакции атомов серы обусловлены стерической предрасположенностью соответствующих участков пептидной цепи к таким конформационным состояниям, в которых остатки ys расположены недалеко друг от друга и их боковые цепи имеют необходимую для создания S-S-мостика взаимную ориентацию. Сближенность ys в самых низкоэнергетических конформациях линейных последовательностей достигается за счет согласованных стабилизирующих невалентных взаимодействий между всеми остатками цепи Валентному связыванию атомов S-S предшествует создание на одних участках цепи жестких нуклеаций, а на других - конформационно лабильных состояний. [c.325]

Уникальным свойством яда скорпионов является наличие в его составе токсинов, действующих избирательно только на один из классов животных млекопитающих, насекомых нли ракообразных. Некоторые инсектотоксины скорпионов могут быть построены только нз 35 — 36 амитжислотных остатков с четырьмя внутримолекулярными дисульфидными связями. По своей пространственной структуре они напоминают нейротокснны млекопитающих (рис. 167 . [c.283]

Помимо нейротоксинов в ядре скорпионов присутствуют также инсектотоксины, обладающие мощным паралитическим действием на насекомых, но не опасные для млекопитающих. Из яда среднеазиатского пестрого скорпиона Buthus epeus выделен инсектотоксин, со- [c.197]

Рис. III 20 Схема конформационного анализа молекулы инсектотоксина I,

Геометрические параметры дисульфидных связей в трехмерной структуре инсектотоксина 1 [c.323]

Смотреть страницы где упоминается термин Инсектотоксин: [c.523] [c.291] [c.292] [c.317] [c.317] [c.318] [c.319] [c.321] [c.322] [c.324] [c.385] [c.404] [c.198] [c.439] [c.291] [c.292] [c.317] [c.317] [c.318] [c.319] [c.321] [c.322]

Проблема белка (1997) -- [ c.291 , c.292 , c.317 , c.318 , c.319 , c.320 , c.321 , c.322 , c.323 , c.324 , c.385 ]

Проблема белка Т.3 (1997) -- [ c.291 , c.292 , c.317 , c.318 , c.319 , c.320 , c.321 , c.322 , c.323 , c.324 , c.385 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология